关键词：CU分离；物联网；
面对人人通信逐渐饱和、增量不增收的残酷局面，传统运营商都在积极寻求创新突破。物联网万物互联的海量连接潜力以及连接背后的巨量市场为运营商提供了一个业务创新拓展的好机遇。
一、中国联通现网物联网用户和业务分析
中国联通物联网用户由物联网专网用户和物联网公网用户两部分构成。其中物联网专网仅供物联网用户单独使用；公网可供普通用户和物联网公网用户使用，全国物联网终端总体占比较低（仅为2.76%），但同时公网物联网发展用户存在较大的地域差异，物联网公网发展较好的华东某省物联网终端占全部公网终端的比例近15%。根据中国联通物联网的业务构成和应用场景，可将物联网行业应用分为车辆服务、生产环境、无线POS、消费电子、移动媒体、智能抄表以及其他。在物联网连接数上看，车辆服务、生产环境监控和消费电子是最主要的物联网行业用户，其中车辆服务占据了物联网连接用户50%左右。从2016年物联网用户的发展来看，车联网发展最快，占据了物联网新增用户的47%。
二、面临的问题
中国联通物联网随着业务的开展，遇到以下两个突出的问题。(1)时延。中国联通物联网建设了南北两个基地，各省物联网业务都要汇聚到对应的基地，由于长距离传输引入的时延较大，给POS机和车联网等对时延敏感的业务带来很大的影响。(2)流量。全国物联网的流量汇聚到两大基地，这给IP承载网造成压力，使得南北基地的流量成为潜在的瓶颈。为解决上述问题，很直接的思路是将传统的PGW下沉到各个省份，这样可以避免流量迂回，降低时延。但这个方式的弊端也很明显，PGW要与物联网中心进行网管和计费互通，打通省份与中心网管的计费网络，网络改造量很大，整体改造的耗时会很长。
三、CU分离的物联网分析
1.结合通信技术的发展，考虑采用PGW的CU分离技术，把PGW分为PGW-C和PGW-U两个网元。PGW-C部署在物联网基地，处理信令业务，对接计费；PGW-U下沉到接入的省份，本地转发用户流量。从技术演进看，CU分离符合5G的网络架构，在技术上具有先进性。另一方面，当前PGW设备属于专用硬件，扩容周期比较长，未来物联网业务爆发，相关的运维压力会比较大。核心网虚拟化是未来的趋势，使用通用CO T S（商务现货供应）硬件建立资源池，在统一规格硬件上部署NFV网络功能虚拟化的GW/GGSN设备，投资效率高。使用虚拟化部署，利用NFV的快速缩扩容、故障隔离、恢复和容灾机制提供大容量的NFV核心网。经过多方面考虑，物联网决定采用基于NFV架构、CU分离部署做试点，期望达到以下目的。(1)以优化物联网业务开展为切入点，推动基于虚拟化技术面向物联网应用的技术验证，以满足未来商用为目标。(2)从兼顾CU分离测试与物联网核心网功能的验证测试入手，充分验证物联网业务承载在NFV上的各种能力，包括网管、BSS、计费等，为NFV未来商用扫清障碍。(3)积累经验，培养人才：依托中国联通集团和网络研究院、设计院支持，发挥各方优势，提高对物联网的认知深度，培养IT/CT复合人才并做好技术储备。
2. CU分离后的业务流程。PGW完成CU分离部署后，拆分为PGW-C和PGW-U两个独立的网元。信令流程增加了PGW-C与PGW-U之间的交互。PGW-C与PGW-U之间，3GPP定义为Sx接口。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 PGW-C与PGW-U的对应关系从协议的框架叙述看，一个P G W-C可以对应多个PGW-U，一个PGW-U也可以对应多个PGW-C。从中国联通物联网的实际运营看，确定一个PGW-C对应多个PGW-U，一个PGW-U只对应一个PGW-C，这样更利于设备的管理与运营。当一个PGW-C对接多个PGW-U时，收到新建会话的请求后会面临选择哪一个PGW-U承载业务的问题，根据物联网的组网特点制定三级选择策略，优先级是：用户能力>位置>负荷。用户能力：根据用户的APN（Access Point Name，接入点）选择U面，比如某车联网服务的附近部署了PGW-U，车联网用户有专门的APN，这时所有车联网的用户都要被分配到该PGW-U上。位置：每一个省的PGW-U对接该省的SGW（S er vi ngGateWay，服务网关），可以根据接入的SGW信息，选出位于该省的PGW-U。负荷：如果一个省部署了多个PGW-U，PGW-C实时收集各个PGW-U的负荷，在新用户附着时，选择当前负荷最轻的PGW-U。以附着流程和用量上报的流程来描述CU分离部署后的变化，PGW-C与其他网元依然是原有的信令，外部网元无需感知PGW是合一部署还是CU分离部署。PGW-U建立转发的承载，向PGW回应Sx EstablishmentResponse。P G W-C在收到P G W-U的响应后，向S G W发送Create Session Response，继续附着流程。PGW-U转发报文，记录流量信息。PGW-C向PGW-U下发用量上报的规则，PGW-U在达到定时/定量的上报条件以后，通过Sx接口上报流量信息，PGW-C收到后，生成话单发给CG/OCS。
3.终端发展策略。物联网核心网向基于云化的NFV虚拟化架构演进已成为业界发展趋势。中国联通物联网核心网将采用共平台云化架构，集中部署NFV网元，可实现网络资源动态伸缩，统一调度，业务自动发放，实现网络平滑升级与扩容，最大化利用硬件资源，降低投资成本。对于连接管理平台，提供全球一体化的连接接入。使能平台采用多元化布局的方式，满足物联网业务垂直化、碎片化的应用需求。中国联通物联网终端总体发展策略为终端产业牵引。紧密结合行业应用及中国联通业务应用需求，推动终端定制化，通过合作联盟、资源整合方式，实现对物联网产业牵引。此外，还可以通过模组认证或物联网开放实验室等方式，向业界统一提供终端模块等产品。中国联通公网物联网终端和非物联终端的终端制式占比。对于物联网终端，统计的终端制式与实际登网情况基本一致，说明物联网终端厂家绝大部分严格按照和工信部的申报进行物联网终端的组装和生产；而非物联网终端的终端制式与实际登网情况存在一定的差异性，其中全国非物联网终端中网络承载的终端占比为34%，一方面是由于除苹果手机外其他大部分手机都为双卡手机，导致中国联通副卡用户仅能驻留在网络进行服务，另一方面可能是由于部分手机厂家以及山寨机违规使用IMEI。物联网时代，运营商除了提供优质管道连接外，更应该将业务向上下游拓展，打通端到端服务，形成围绕平台和应用服务的产业链生态。中国联通作为国内三大电信运营商之一，正在积极落实“规模拓展物联网业务新空间”聚焦战略，将物联网从增值业务定位为基础业务，通过加强推进管道能力建设、平台能力拓展、端到端服务能力提供，积极与产业链上下游伙伴一起构建完整的物联网产业生态链，共享万物互联新时代。
中国联通物联网基于N F V的P G W C U分离部署测试，是国内迄今为止MANO和V IM距离最远的部署，也是PGW-C与PGW-U距离最远的部署；还是国内迄今为止首个在CU分离部署下运行现网业务的部署。这次测试为中国联通物联网后续在核心网云化时代摸索出一条发展演进的道路。
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［4］李航，陈后金．物联网的关键技术及其应用前景［J］. 中国科技论坛，2018（1）：81-85．
论文作者:高淑梅
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：中国联通论文; 终端论文; 公网论文; 业务论文; 用户论文; 多个论文; 流量论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;